深基坑監測技術的應用與探討

舒曉龍

摘 要： 在基坑工程施工及使用期限內，由于地下土體性質、施工環境、荷載條件非常復雜，存在著許多不確定的因素，深基坑坍塌事故時常發生，造成人員和財產的損失，因此對支護體系及周邊環境實施的監測、監控工作已成為工程項目必不可少的重要環節。本文以筆者參與監測的杭州奧體博覽城主體育場基坑監測項目為例，參照相關規范和文獻，并結合自己多年的監測經驗，對本深基坑監測的過程以及數據分析方面進行了淺薄的探討，希望能給廣大同行提供借鑒。

關鍵詞： 深基坑； 監測； 基準點； 監測點

1. 引言

隨著城市建設的不斷發展，我國土地資源越來越稀缺，于是向空中求發展、向地下要土地成為開發商有效的選擇，基坑工程隨之越來越多，某些大城市基坑開挖的深度越來越深，從最初的4m～8m發展到目前最深達到二十多米。在基坑工程施工及使用期限內，由于地下土體性質、施工環境、荷載條件非常復雜，存在著許多不確定的因素，基坑坍塌事故時常發生，造成人員和財產的損失，因此對支護體系及周邊環境實施的監測、監控工作已成為工程項目必不可少的重要環節。本文以筆者參與監測的杭州奧體博覽城主體育場基坑監測項目為例，參照相關規范和文獻，并結合自己多年的監測經驗，對本深基坑監測的過程以及數據分析方面進行了淺薄的探討，希望能給廣大同行提供借鑒。

2. 深基坑監測技術概述

2.1 監測內容

根據《建筑深基坑工程監測技術規范》（GB50497-2009），深基坑監測的主要內容有：

表1 基坑工作監測選擇表

[序號＼&監測項目＼&深基坑工程等級＼&一級＼&二級＼&三級＼&1＼&坑頂水平位移＼&□＼&□＼&□＼&2＼&坑頂沉降＼&□＼&□＼&□＼&3＼&坑底隆起＼&○＼&○＼&＼&4＼&土體豎向變形＼&□＼&○＼&＼&5＼&土體側向變形＼&□＼&○＼&＼&6＼&支撐軸力＼&□＼&○＼&＼&7＼&地下水位＼&□＼&○＼&○＼&8＼&立柱沉降＼&□＼&□＼&○＼&9＼&周邊建筑物沉降和傾斜＼&□＼&□＼&□＼&10＼&周邊道路及地下管線沉降＼&□＼&□＼&□＼&]

注：□為必測項目，○為選測項目

2.2 監測基本要求

2.2.1 監測精度要求。如基坑安全等級設計為二級，規定基坑邊坡容許變形值（40mm）、預警值（32mm），需按照二等變形觀測等級進行測量，沉降觀測點測站高差中誤差（mm）≤0.50，位移觀測點坐標中誤差（mm）≤3.0。

2.2.2 監測數據要求。基坑開挖是一個動態的過程，需在現場監測數據并及時處理計算，計算有問題及時復測。任何監測數據必須依據原始記錄，所有人員不得刪除和更改原始記錄。深基坑監測結束后整理出監測報告，報告內容有監測記錄表、數據報表、形象的曲線和圖表。

3. 應用實例

3.1 工程概況

杭州市奧體博覽城主體育場項目位于錢塘江南岸慶春路過江隧道西南側，總建筑面積為253670m2，其中地下建筑面積為71857m2，地上建筑面積為181813m2。主體育場設地上6層，地下1層，高58.30m，地下室深基坑大致呈長方形，南北向最大尺寸約87.5m，東西向最大尺寸處約153.3m，深基坑開挖深度約18.95m。受建設方杭州奧體博覽城委托，我院對該深基坑支護工程進行監測。

3.2 基準點和監測點布置

基準點采用兩層次布置，共布設6個基準點，第一層由4個基準點構成，編號為J1、J2、J5、J6；第二層由2個工作基點組成，編號為J3、J4。監測點的布置應相互兼顧，各管線均按20m間距布置，共布設20點。圖1為基準點和監測點平面布置圖。

3.3 監測方法列舉

3.3.1 深層水平位移監測

土體和圍護結構的深層水平位移采用鉆孔測斜儀測定，用測斜儀測量測斜管軸線與鉛垂線之間夾角的變化量，再分段求出水平位移（測斜管垂直埋設）或垂直位移（測斜管水平埋設時），累計得出總的位移量及沿管軸線整個孔位的變化情況。

3.3.2 垂直位移監測

垂直位移監測按《工程測量規范》要求采用二級水準測量等級觀測，首次觀測需聯測全部的工作點，采用往返觀測，形成水準閉合環線。沉降觀測基點與工作點聯測周期擬按每進行3次～5次沉降觀測聯測一次，如發現異常時，及時聯測檢查。

3.3.3傾斜監測

根據不同的現場觀測條件和要求，選用投點法、水平角法、前方交會法、正垂線法、差異沉降法等。

3.4 部分監測數據和監測結果過程曲線

3.5 監測結果分析與總結

我院從2014年6月24日進行了首次觀測，2015年4月1日完成最后一次觀測，共完成變形觀測97次，提供了44次觀測報告。從監測各項統計數據可知，基坑變形值均在允許值范圍內，本基坑的支護設計和施工是安全合理的。

根據以上對深基坑監測技術的理論研究和工程實踐得出，對于環境要求嚴格的或復雜的大中型基坑工程項目，往往難以從理論上找到定量分析、預測的方法，也難以從過去的經驗中得到借鑒，這就必定要依賴于施工過程中的現場監測。現場監測時我們要自始至終依據規范要求操作，嚴格設定好監測的頻率，科學確定好監測報警值。

4. 結束語

以上介紹的基坑監測工作主要還停留在人工操作階段，即通過傳統的監測儀器現場采集數據，再對數據進行處理分析，然后提供紙質或者電子的數據報告，雖然能夠有效地監測基坑變形情況，但不能實現實時觀測，人為因素干擾大，效率低下。隨著自動化監測系統的不斷發展，“地下工程和深基坑安全監測信息管理系統”已在某些大城市試點應用，該系統可以實現監測數據的自動采集、實時傳輸，并建立信息管理平臺，通過數據分析，形成各類變化曲線和圖形，使監測成果“形象化”。相信隨著科技的不斷進步，我國基坑工程的監測技術將有更大的發展空間，從而更大程度上預防基坑事故的發生，保障人民的財產安全。

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